Forn d'inducció de gresol: principi de funcionament, diagrama i ressenyes

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

A causa de l'arribada de components electrònics i aïllants assequibles a la producció moderna, el camp d'aplicació de la calefacció per inducció és cada cop més ampli. Aquesta tecnologia s'utilitza no només en la metal·lúrgia, sinó també en el desenvolupament d'electrodomèstics.

Principi de la calefacció per inducció

El funcionament del forn d'inducció es basa en el principi del transformador d'intercanvi d'energia. L'inductor està fet d'un tub de coure, que després es retorça en una bobina de múltiples voltes. Un corrent altern es subministra al circuit primari de l'inductor, el que condueix a la formació d'un camp magnètic altern al seu voltant. Sota la influència d'un camp magnètic en el cos situat dins de l'inductor, sorgeix un camp elèctric, que posteriorment condueix al procés d'escalfament. La potència i, en conseqüència, la calor generada pel forn de fusió del gresol d'inducció depenen directament de la freqüència del camp magnètic altern. Per tant, per a un funcionament eficient, el forn necessita corrents d' alta freqüència.

Aplicació de forns d'inducció

InduccióLa calefacció es pot utilitzar per treballar amb qualsevol material: metall, escòries, gas, etc. El principal avantatge del seu ús és la transferència de calor sense contacte. A més, la calefacció per inducció us permet aconseguir gairebé qualsevol velocitat d'escalfament; tot depèn de la potència del generador que alimenta el forn. Les pèrdues de calor durant aquest escalfament són mínimes. La temperatura màxima a la qual es pot escalfar un objecte en un forn només està limitada per la resistència del material refractari. El procés de transferència de calor sense contacte al material escalfat permet produir calefacció en un ambient de buit.

Segons les revisions dels metal·lúrgics, l'abast dels forns d'inducció és una mica limitat a causa de les deficiències existents. Els desavantatges del forn de gresol inclouen:

• preu alt dels equips elèctrics;
• escòries fredes que compliquen el procés de refinament;
• Reducció de l'estabilitat del revestiment durant els pics de temperatura entre les foses.

Esquema del forn d'inducció de gresol

El forn de gresol d'inducció té l'estructura següent.

L'element principal del forn és el gresol (7), cobert amb una tapa (1). El gresol es troba a l'interior de l'inductor de calefacció (3), fabricat en forma de bobina de múltiples voltes. La bobina és un tub de coure, a l'interior del qual, amb la finalitat de refredar-se, circula constantment aigua. El flux magnètic de l'inductor passa pels circuits magnètics (4), que estan fets d'acer especial del transformador. El conjunt giratori (2) es proporciona per inclinar el forn durant l'embotellatlíquid fos. El forn s'instal·la sobre una estructura mello (5). La refrigeració es realitza amb mànegues de refrigeració per aigua (6). S'utilitza una plataforma auxiliar (8) per fer servei al forn.

A més, l'esquema del forn de gresol inclou un transformador, condensadors, una unitat de control i un sistema de bombeig de gas. El forn elèctric de gresol funciona amb corrents amb una freqüència de 50 Hz.

Característiques dels elements estructurals interns

La majoria de vegades, l'inductor està fet d'un tub rodó. Però hi ha situacions en què un tub rodó de coure no és aplicable. En determinats casos, s'utilitzen elements perfilats per dissenyar un forn de gresol d'inducció, a causa del qual es redueix el flux magnètic de fuites. Els tubs inductors estan aïllats entre si amb fibra de vidre impregnada amb un vernís especial. Els girs protegits estan comprimits per blocs fets de material dielèctric. L'inductor i el gresol, col·locats a l'interior de la bobina, s'instal·len sobre un palet fet de maons refractaris o formigó resistent a la calor. En condicions industrials, el procés de fabricació del gresol té lloc directament al forn. En aquest cas, l'inductor en estat muntat s'instal·la en un palet i s'aïlla amb amiant. Després d'això, el palet s'omple amb pols refractària, que es compacta mitjançant una unitat pneumàtica. El buit entre la plantilla muntada a la part inferior i l'inductor s'omple amb pols refractàries.

El revestiment de la zona per sobre de l'inductor està proporcionat per maons refractaris. El coll i el canal de desguàs també estan folratsmaó refractari. El treball del forn de gresol d'inducció té lloc en les condicions més difícils, per tant, s'imposen requisits més grans sobre la qualitat dels materials resistents a la calor utilitzats. La durabilitat del revestiment es veu afectada per la composició de la massa refractària, el mode de funcionament i la freqüència aplicada del corrent elèctric. Per regla general, el gresol suporta fins a 100 fusions i després falla.

Disseny d'elements exteriors

El marc del forn de gresol de fusió és la base a la qual s'uneixen tots els seus elements. En dispositius industrials grans, el marc té la forma d'una carcassa sòlida. Totes les parts del marc han de tenir una gran resistència, a causa de la influència del camp electromagnètic de l'inductor sobre elles. La closca en determinades condicions es pot escalfar de la mateixa manera que el material del forn. Per reduir l'escalfament, és racional fer el marc amb materials no conductors. Tanmateix, atès que els materials dielèctrics són cars, el material del marc sol ser d'acer. L'estructura d'acer es divideix en diversos elements, que, al seu torn, estan aïllats els uns dels altres. Les pantalles s'utilitzen per reduir el camp electromagnètic prop del marc. S'instal·la una pantalla protectora entre l'inductor i el cos del forn. La pantalla és cilíndrica i està feta d'alumini o coure.

El giratori és un element de disseny important. El requisit principal per al mecanisme de gir és proporcionar una inclinació per a un drenatge complet del metall. Els mecanismes de rotació es poden utilitzar diferents. Els forns petits utilitzen manuals o elèctricscabrestant. Els forns industrials s'inclinen mitjançant una grua de biga. Els forns de gran capacitat es poden equipar amb un accionament d'inclinació hidràulic.

La tapa, que cobreix el forn de fusió del gresol, serveix per mantenir la temperatura a l'interior de la unitat a un nivell superior. Tanmateix, tenint en compte que només és possible cobrir el forn després de la fusió completa de la càrrega, no és obligatori l'ús d'una coberta.

Elaboració de forns per a tu mateix

Els forns d'inducció s'utilitzen àmpliament no només a la indústria, sinó també a la vida quotidiana. Podeu trobar esquemes per a un gran nombre de dispositius casolans, però alguns d'ells, en el millor dels casos, simplement no funcionaran i, en el pitjor, perjudicaran la salut del seu creador. Molts fans adverteixen sobre aquestes conseqüències. A la vida quotidiana, el mètode de calefacció per inducció s'utilitza en aquests dispositius:

• forn de fusió de metalls de canal;
• El forn d'inducció de gresol és el més senzill de dissenyar i, per tant, el més popular entre els entusiastes, a jutjar per les ressenyes;
• caldera d'escalfament d'aigua basada en el mètode d'inducció;
• plaques d'inducció que competeixen amb les estufes de gas populars.

Forn de conducte

Aquest tipus de forn s'utilitza per produir ferro colat d' alta qualitat, així com per fondre duralumini i aliatges especials no ferrosos. Un forn de conducte amb una potència de fins a 3 kW es fa independentment d'un transformador de soldadura, la freqüència del qual correspon a la industrial. Aquest forn es fonun blanc de bronze o coure de fins a mig quilogram de pes. El forn de canal també permet tornar a fondre el duralumini, però cal tenir en compte que el procés d'"envelliment" ha de seguir la fusió. El temps d'aquest procés pot ser de fins a 2 setmanes i depèn de la composició de l'aliatge.

Per a la fabricació del forn, el bobinatge primari del transformador de soldadura es deixa sense canvis i es col·loca un gresol tipus anell al lloc del bobinatge secundari. El millor material per al gresol d'un forn de canal petit és l'electroporcellana. Altres opcions no funcionaran a causa de la baixa resistència i les pèrdues dielèctriques. Segons els metal·lúrgics aficionats, el problema és que no és possible processar l'electroporcellana pel vostre compte i és molt poc probable que trobeu un element adequat per a la venda. És precisament per l'escàs gresol que el forn de canal no ha trobat una àmplia aplicació entre els entusiastes, tot i que aquest tipus de forn té una eficiència de més del 90%.

Forn d'inducció de gresol

El forn de gresol fet a si mateix s'utilitza principalment per a la purificació de metalls valuosos. Per exemple, tenint un connector de ràdio fabricat a la Unió Soviètica, podeu extreure una certa quantitat d'or dels seus contactes. Amb la calefacció externa, aquest resultat no es pot aconseguir.

A més de la mineria d'or, aquest forn s'utilitza sovint per escalfar uniformement el metall, que és necessari per a un enduriment d' alta qualitat. Canviant la posició de la peça a l'inductor i ajustant-ne la potència, és possible aconseguir la temperatura desitjada en una àrea específica del metall. És important que l'ús d'aquest forn sigui bastant pressupostari, perquègairebé tota l'energia es dirigeix al procés d'escalfament de la peça.

Calderes d'inducció

Les calderes d'escalfament d'aigua per inducció tenen totes les possibilitats de substituir les calderes convencionals en el futur. Els usuaris consideren que el preu elevat és un desavantatge d'aquest escalfador d'aigua, però al mateix temps, sistematitzant nombroses ressenyes, es poden distingir diversos avantatges:

• Fiabilitat. La caldera no té bobina elèctrica, que és la baula feble d'una caldera convencional.
• Eficiència gairebé 100%.
• Seguretat. L'accés a l'electricitat al cos de la caldera és impossible a causa de les característiques del disseny.
• El dispositiu no necessita connexió a terra especial.
• Resistent a les sobretensions.
• No escala.
• Durabilitat. La caldera pot funcionar sense manteniment durant uns 30 anys.

Caldera d'aigua calenta casolana

La base d'aquest escalfador d'aigua és un transformador de potència amb una potència de fins a 1,5 kW, el bobinatge primari del qual està dissenyat per a una tensió de 220 V. Un transformador d'un televisor en color de tub és perfecte. S'ha d'eliminar el bobinatge secundari i augmentar el nombre de voltes del primari.

Els artesans aconsellen i adverteixen: l'ús d'un dispositiu casolà d'aquest tipus no és segur, de manera que el transformador s'ha de connectar a terra i el propi dispositiu s'ha de connectar mitjançant un RCD d' alta velocitat.

Inductor a la cuina

Les plaques de cocció d'inducció ja no hi sónsorprèn i són molt utilitzats a la vida quotidiana. El funcionament del dispositiu es basa en els mateixos principis que el d'un forn d'inducció, amb l'única diferència que l'enrotllament secundari és el fons metàl·lic de l'estris de cuina.

L'ús d'aquestes plaques es va fer possible gràcies a l'aparició en la producció d'un dielèctric que, a més de complir la tasca d'aïllar l'inductor, també ha de tenir característiques de resistència i higiene. Fa relativament poc temps ha aparegut un material que compleix tots els requisits i el seu cost és una part important del preu total de la placa.

Els usuaris afirmen per unanimitat: l'autoproducció d'una cuina d'inducció no té sentit per dos motius. En primer lloc, cuinar en una placa d'aquest tipus requereix un ajustament per a cada tipus d'aliment. Per a l'ajustament necessari de tots els paràmetres elèctrics durant el procés de cocció, es requereix un microcontrolador. El segon motiu és el preu de les peces electròniques que componen l'estufa. En total, tots els elements costaran molt més que el d'un dispositiu ja acabat.

La cuina d'inducció té les següents qualitats positives:

• manca, a diferència dels forns de microones, radiació de tercers;
• la possibilitat de programar l'estufa segons el vostre estil de cuina;
• cuinar plats com el caramel sense sobreescalfar ni cremar-se;
• economia gràcies a l'ús eficient de l'energia de calefacció.